电力电子技术 高职机械电子类资源包项目9 软开关技术.doc

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1、项目9软开关技术1、软开关电路可以分为哪几类？其典型拓扑分别是什么样子的？各有什么特点？答：根据电路中主要的开关元件开通及关断时的电压电流状态，可将软开关电路分为零电压电路和零电流电路两大类；根据软开关技术发展的历程可将软开关电路分为准谐振电路，零开关PWM电路和零转换PWM电路。准谐振电路：准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，电路结构比较简单，但谐振电压或谐振电流很大，对器件要求高，只能采用脉冲频率调制控制方式零开关PWM电路：这类电路中引入辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后，

2、此电路的电压和电流基本上是方波，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。零转换PWM电路：这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内并从零负载到满负载都能工作在软开关状态，无功率的交换被消减到最小。2、在移相全桥零电压开关PWM电路中，如果没有谐振电感Lr，电路的工作状态将发生哪些变化，哪些开关仍是软开关，哪些开关将成为硬开关？答：如果没有谐振电感Lr，电路中的

3、电容CS1，CS2与电感L仍可构成谐振电路，而电容CS3，CS4将无法与Lr构成谐振回路，这样，S3、S4将变为硬开关，S1、S2仍为软开关。3、高频化的意义是什么？为什么提高开关频率可以减小滤波器的体积和重量？为什么提高关频率可以减小变压器的体积和重量？答：高频化可以减小滤波器的参数，并使变压器小型化，从而有效的降低装置的体积和重量。使装置小型化，轻量化是高频化的意义所在。提高开关频率，周期变短，可使滤除开关频率中谐波的电感和电容的参数变小，从而减轻了滤波器的体积和重量；对于变压器来说，当输入电压为正

4、弦波时，U=4.44.f.N.B.S，当频率f提高时，可减小N、S参数值，从而减小了变压器的体积和重量。4、利用对偶原理分析零电流和零电压准谐振开关电路的工作原理及二者的参数对应关系。答：ZCSPWM（或ZCS-PWM）转换器技术，是PWM开关转换技术和ZCS（或ZVS）准谐振转换技术的综合，谐振转换器是最早出现的一种软开关转换器。准谐振开关是在ＰＷＭ开关上附加谐振网络，利用局部谐振实现ZCS或ZVS。在ZCS谐振开关中，当开关管S1开通时，谐振网络LrCr接通，电路谐振，开关管中的电流按准正弦规律变化

5、（因此称为准谐振），但谐振频率不一定等于开关频率。当电流谐振到零时，令开关管关断，谐振停止，ZCS谐振开关或准谐振开关。ZCS条件下开关管上的电压UCE和电流iC的波形，在PWM开关的电压、电流轨迹（A1为关断过程，A2为开通过程）和ZCS谐振开关的电压、电流轨迹B。当开关管处于关断状态时，LrCr串联谐振，电容Cr（包括开关管的输出电容）上的电压按准正弦规律变化，当它谐振过零时，令开关管开通，因此它是一种ZVS谐振开关。零电流谐振开关和零电压谐振开关都有两种电路方式：即L型和M型，它们的工作原理是相同

6、的。这里不再重复。零电流谐振开关和零电压谐振开关分为半波电路和全波电路，这两种电路都可以用通用电路来表示，在通用电路中，用开关S1来表示半波电路与全波电路中的开关管V1。